KHÍ máu và sự THĂNG BẰNG ACID BASE (hóa SINH SLIDE)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI
BỘ MƠN HĨA SINH

KHÍ MÁU VÀ SỰ THĂNG BẰNG
ACID-BASE


MỤC TIÊU
1. Trình bày được sự vận chuyển, trao đổi O2 và
CO2 trong máu
2. Trình bày được thành phần và khả năng đệm
của các hệ đệm của máu
3. Trình bày được vai trò của phổi và thận trong
điều hòa thăng bằng acid-base trong cơ thể
4. Trình bày được các loại rối loạn thăng bằng
acid-base


PHẦN 1:

SỰ VẬN CHUYỂN KHÍ


1.1. SỰ VẬN CHUYỂN O2 TRONG MÁU
1.1.1. Vai trò vận chuyển O2 của hemoglobin
 Phần lớn O2 được vận chuyển trong máu nhờ gắn với
hemoglobin
 Ở 380C, 1L huyết tương chỉ hịa tan được 2,3 mL O2
 1g hemoglobin có khả năng vận chuyển 1,34 mL O2
 1L máu (chứa khoảng 150g hemoglobin) có khả năng vận
chuyển 200 mL O2 (gấp 87 lần khả năng của huyết tương)

 Hemoglobin là chất mang O2 lý tưởng, bão hòa được 90% O2 ở
phổi, 35% ở cơ đang hoạt động.


Sự gắn O2 của hemoglobin là sự cộng tác. Ở áp lực O 2 thấp,
sự gắn O2 tương đối yếu. Ở áp lực O2 cao, hemoglobin gắn
chặt với O2


1.1. SỰ VẬN CHUYỂN O2 TRONG MÁU
1.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự gắn O2 của
hemoglobin
 2,3 diphosphoglycerat (2,3-DPG): có tác dụng làm giảm ái
lực của hemoglobin với O2 tạo điều kiện cho sự giải phóng
O2 ở các mơ, nơi có áp lực O2 thấp, do đó làm tăng hiệu
quả vận chuyển O2
 pCO2 tăng, pH giảm, nhiệt độ tăng làm giảm ái lực của
hemoglobin với O2 tạo điều kiện thuận lợi cho sự giải
phóng O2 cung cấp cho các mô.


ĐỒ THỊ PHÂN LY OXY

(Nhiệt độ)

HHb

DPG
CO2

+ O2 ↔ HbO2 + CO2 + DPG + H+


1.2. SỰ VẬN CHUYỂN CO2 TRONG MÁU

 CO2 được vận chuyển trong máu dưới 3 dạng:
1. Dạng bicarbonat (HCO3-): là dạng vận chuyển chủ yếu của
CO2 trong máu (chiếm khoảng 78%).
Carbonic anhydrase

CO2 + H2O

H2CO3

H+ + HCO3-


1.2. SỰ VẬN CHUYỂN CO2 TRONG MÁU
 CO2 được vận chuyển trong máu dưới 3 dạng:
2. Dạng carbamin: nhờ gắn với các nhóm amin tự do của

hemoglobin (chiếm khoảng 13%)
R-NH2 + CO2

R-NH-COO- + H+

 Vì pH trong hồng cầu là 7,2 nên các nhóm amin đều tích

điện dương, muốn gắn CO2 phải có phản ứng:
R-NH3+ ↔ R-NH2 + H+

§ Dạng hòa tan: chiếm khoảng 9%


1.3. KHẢ NĂNG ĐỆM H+ SINH RA TRONG QUÁ TRÌNH
VẬN CHUYỂN CO2
 Đệm H+ sinh ra trong vận chuyển CO2
- Bởi Hb:

50%

- Đệm khác:

10%

- Cơ chế đẳng hydro: 40%


SƠ ĐỒ VẬN CHUYỂN O2 VÀ SỰ VẬN CHUYỂN CO2
ĐẲNG HYDRO CỦA HEMOGLOBIN


PHẦN 2:

THĂNG BẰNG ACID- BASE


2.1. KHÁI NIỆM pH, ACID, BASE
 pH (tiếng Latin: pondus hydrogenii; tiếng Anh: power of
hydrogen; tiếng Pháp: pouvoir hydrogène) là chỉ số đo độ
hoạt động của các ion hydro (H+) trong dung dịch, được

Sorensen đưa ra lần đầu tiên năm 1909.
 pH chính là chỉ số đo độ acid hay base của dung dịch
 pH của 1 dung dịch được xác định bởi nồng độ ion
hydro (H+)
 pH = - log10 [H+]


2.1. KHÁI NIỆM pH, ACID, BASE
 Acid – là chất giải phóng H+ trong dung dịch
 Acid mạnh phân ly hồn tồn (ví dụ: HCl)
 Acid yếu phân ly ít (Ví dụ: H2CO3)
 Base – là chất nhận H+
 Base mạnh
 Base yếu
 H2O là chất phân ly yếu: H2O

H+ + OH-

 Trong điều kiện tiêu chuẩn, nước tinh khiết có pH=7, được

coi là trung tính
 Dung dịch có pH<7 là dung dịch acid
 Dung dịch có pH>7 là dung dịch base


2.2. PHƯƠNG TRÌNH HENDERSON HASELBALCH
 Tính pH của một hỗn hợp acid yếu và muối của nó:
 Trong dung dịch, acid yếu sẽ phân ly: HA
 Hệ số phân ly: K = [H+] x [A-] / [HA]

→ [H+] = K x [HA] / [A-]
→ pH = pK + log10 [A-]/[HA]

H + + A-


2.3. SỰ THĂNG BẰNG ACID- BASE TRONG
CƠ THỂ SỐNG
 Cơ thể duy trì thăng bằng aid – base nhờ sự kết hợp giữa hoạt
động sinh lý của phổi, thận và sự hoạt động của các hệ đệm.
 Các hoạt động sinh lý của phổi thận: kiểm soát lượng acid, base,
hoặc CO2 thải ra
 Thận đệm một lượng lớn acid hoặc base, mất vài giờ đến vài
ngày để hồn thành cơng việc này
 Phổi thực hiện chức năng đệm trong vài phút đến vài giờ,
khơng có khả năng thay đổi pH nhiều như thận
 Các hệ đệm hóa học một chất nhận H+ và loại bỏ chúng ra
khỏi dung dịch khi nồng độ H+ tăng, hoặc giải phóng H+ vào
dung dịch khi nồng độ H+ giảm xuống
 Đưa pH về bình thường trong vài giây
 Ba hệ đệm chính : bicarbonat, phosphat và protein


2.3.1. KHÁI NIỆM HỆ ĐỆM
 Hệ đệm: chống lại sự thay đổi pH khi thêm một acid hay
base.
 Thành phần: thường chứa hỗn hợp một acid yếu với base
liên hợp với nó.
 Cơ chế tác dụng của hệ đệm:
 Khi thêm một acid mạnh vào dung dịch, phần base của hệ

đệm sẽ tác dụng với acid mạnh để tạo thành một acid yếu ít
phân ly hơn, lượng H+ tạo ra rất ít, khơng ảnh hưởng nhiều
đến pH của dung dịch
 Khi thêm một base mạnh, base này sẽ kết hợp với phần acid
yếu của hệ đệm, bị trung hòa và tạo nên một anion của acid
yếu, do đó pH của dung dịch cũng ít bị thay đổi
 Khả năng đệm của dung dịch tốt nhất khi
[A-] = [HA], hay pH= pK


2.3.2. HỆ ĐỆM TRONG CƠ THỂ SỐNG
 Của huyết tương và dịch gian bào:
 Bicarbonat: HCO3-/H2CO3
 Phosphat: HPO42- / H2PO4 Protein: proteinat/protein
 Của hồng cầu:
 KHb/HHb
 KHbO2/HHbO2
 Dịch trong tế bào: chủ yếu là đệm phosphat và protein


2.3.2.1. HỆ ĐỆM BICACBONAT (HCO3-/H2CO3 )
 Dung dịch acid carbonic và ion bicarbonat
 CO2 + H2O  H2CO3  HCO3- + H+

 Phương trình cho hệ đệm bicarbonat:
pH= pK + log[HCO3-]/[H2CO3] hay
pH= 6,1 + log[HCO3-]/[0,03.pCO2]
 Là hệ thống đệm chủ yếu của huyết tương và dịch gian bào.
 Hoạt động có liên quan mật thiết với phổi và thận
 Để giảm pH, thận bài tiết HCO3 Để tăng pH, thận bài tiết H+ và phổi bài tiết CO2

2.3.2.2. HỆ ĐỆM PHOSPHAT (HPO42- /H2PO4-)
 H2PO4-  HPO42- + H+
 Phản ứng theo chiều sang phải giải phóng H+ và  pH,
phản ứng theo chiều sang trái pH
 Đóng vai trò quan trọng dịch trong tế bào và ống
thận vì
 Ở trong tế bào và ống thận nồng độ phosphat cao và
hoạt động gần pH tối ưu là 6.8
 Phản ứng chuyển hóa liên tục tạo acid làm pH trong tế
bào từ 4.5 đến 7.4, trung bình là 7.0


2.3.2.3. HỆ ĐỆM PROTEIN(Proteinat/Protein)
 Protein là một chất lưỡng tính. Hệ đệm protein hoạt
động nhờ các gốc amin và gốc carboxyl (NH 3+ - R- COO-).
 Ở điểm đẳng điện, số điện tích dương và âm bằng nhau.
Thêm ion H+, protein sẽ tích điện dương và chuyển sang
phía acid của điểm đẳng điện. Khi mất H+, protein tích
điện âm và chuyển sang phía base của điểm đẳng điện.
 Như vậy trong mơi trường acid, protein thể hiện tính
kiềm và ngược lại.


2.3.2.4. HỆ ĐỆM CỦA HỒNG CẦU
 Gồm hệ đệm hemoglobinat/hemoglobin (KHb/HHb) và
Oxy-hemoglobinat/Oxy-hemoglobin (KHbO2/HHbO2)
 Đây là hệ đệm có hàm lượng rất lớn nên chúng có vai
trị quan trọng trong điều hòa pH máu qua sự vận

chuyển O2 và CO2.
 Hệ đệm này đảm nhiệm 82% khả năng đệm của các
hệ đệm trong máu.


2.3.3. KHẢ NĂNG ĐỆM CỦA CÁC HỆ ĐỆM TRONG
CƠ THỂ
 Khả năng đệm của các hệ đệm trong máu:
 Hệ Hb: 82%
 Hệ protein: 10%
 Hệ bicarbonat: 7%
 Hệ phosphat: 1%
 Khả năng đệm của các hệ đệm trong cơ thể:
 Tế bào: 52%
 Dịch ngoài tế bào: 42%
 Hồng cầu: 6%


2.3.4. VAI TRÒ CỦA PHỔI TRONG ĐIỀU HÒA THĂNG
BẰNG ACID- BASE
 Trung hịa acid mạnh hơn hệ đệm hóa học 2 đến 3
lần, phổi thực hiện chức năng đệm trong vài phút
nhưng khơng có khả năng đệm lớn như thận
  CO2 và  pH kích thích làm tăng thơng khí phổi,
trong khi  pH ức chế thơng khí phổi


2.3.5. VAI TRÒ CỦA THẬN TRONG ĐIỀU HÒA
THĂNG BẰNG ACID- BASE
 Thận khơng tham gia chống lại tình trạng rối loạn thăng bằng acid- base ngay từ đầu

mà sau nhiều giờ thận mới điều chỉnh. pH chỉ thực sự trở về sinh lý bình thường sau
khi đã có sự điều chỉnh của thận
 Có 3 cơ chế chính giúp thận điều hòa thăng bằng acid- base:
Tái hấp thu bicarbonat ở ống lượn gần
Đào thải các acid và muối acid không bay hơi ở ống lượn xa
Bài tiết ion H+ dưới dạng muối amon ở ống lượn xa


BÀI TIẾT H+ VÀ TÁI HẤP THU BICACBONAT

Dịch lọc qua
cầu thận

(carbonic anhydrase)

Hô hấp tế bào

-V/c ngược
chiều
-Khuyech tán
qua kênh
--Khuyech tán
qua màng